第8章 第3讲 电学实验一—2021届高中物理一轮复习讲义（机构）

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电学实验一
【教学目标】1．掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法
2．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法
3．会用伏安法测电阻，并能测定金属丝的电阻率．
【重、难点】1．仪器读数的估读问题和有效数字的运用； 2．实验误差分析
3．分压电路的选择 4．测电阻的其他方法
【知识梳理】
一、实验仪器的读数
读数的基本原则是：凡仪器最小刻度是 10 分度的，要求读到最小刻度后再往下估读一位（估
读的这位是不可靠数字）；凡仪器最小刻度不是 10 分度的，只要求读到最小刻度所在的这一位，
不再往下估读。
典例精析
例1、如图甲所示是电压表的刻度盘。若当时使用的是该表的 0-3V 量程，那么电压表读数为 ，
若当时使用的是该表的 0-15V 量程，那么电压表读数为_________.
乙
变式 1、①如图乙使用 0.6 A 量程，图中表针示数是_______A；当使用 3 A 量程时，图中表针示数
为________A.
② 如图丙使用 3V 量程时，图中表针的示数为______V；若使用 15V 量程，图中表针示数为______
V.
例2、用多用电表进行了几次测量，指针分别处于 a、b的位置，如图所示。若多用电表的选择开关
处于下面表格中所指的档位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中。
二、误差
测量值与真实值的差异叫做误差。从来源
看，误差可以分成系统误差和偶然误差两种。
系统误差是由于仪器本身不精确，或实验
方法粗略，或实验原理不完善而产生的。系统误差的特点是在多次重做同一实验时，误差总是同样
的偏大或偏小，不会出现这几次偏大另几次偏小的情况。要减小系统误差，必须校准测量仪器，改
进实验方法，设计在原理上更为完善的实验。
偶然误差是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的。偶然误差总是
有时偏大，有时偏小，并且偏大偏小的概率相同。因此，可以多进行几次测量，求出几次测得的数
值的平均值，这个平均值比一次测得的数值更接近于真实值。
丙
指针位置 选择开关所处挡位 读 数
a
直流电流 100mA mA
直流电压 2.5V V
b电阻×100 Ω
三、选择器材和电路的一般原则
在中学电学实验中，选择器材和电路的原则是：遵从安全第一，精确第二，简便第三的原则。
1．安全性原则：安全性原则是指实验中要保证电流、电压值既不超过仪表的量程，又不能超过变
阻器、小灯泡、电阻箱等器材所允许的最大值；
2．精确性原则：是指在不违反安全性原则的前提下，尽量使测量结果更精确。例如：电流表或电
压表的读数应尽量超过所选量程的 1/3；利用欧姆表测电阻时应尽量使指针指在表
盘的中央附近。
3．简便性原则：是指在不违反前两个原则的前提下，尽量使测量电路简单好接，测量中的调节控
制操作方便。
四、四种器材的选择
1．电源的选择
（1）一般根据实验要求来选择。如“测量电源电动势和内电阻”则用一节旧一些的干电池。
（2）根据用电器的额定电压来选择。
2．电流表和电压表的选择
（1）根据用电器的额定电流（或者电压）来选择；
（2）根据电源的参数来选择；
（3）根据电路中的最大电流（或者电压）来选择。
3．滑动变阻器的选择
（1）用分压接法时，滑动变阻器应该选用阻值小的；而额定电流大的。
（2）用限流接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的。
五、电路的选择
1．伏安法测电阻时电流表内、外接法的选择
（1）原理：部分电路的欧姆定律，即用电压表测出电阻两端的电压 U，用电流表测出通过电阻的
电流 I，利用部分电路的欧姆定律就可以算出电阻的阻值 R，
R=U
I
。
（2）两种方法的比较
电流表 接法 电流表 接法
电路图
误差
原因
电流表分压
U测＝Ux＋UA
电压表 分流
I测＝Ix＋IV
电阻
测量值
R测＝＝Rx＋RA>Rx
测量值大于真实值
R测＝＝<Rx
测量值小于真实值
适用条件 大电阻/RA已知小电阻
（3）伏安法测电阻的电路选择
① 临界值计算法：Rx< 时，用电流表外接法；
Rx> 时，用电流表内接法。
② 试触法：当 Rx、RV、RA大小都不知道时，可用试触法确定内、外接法。如图所示的电路，
空出电压表的一个接线头，用该接线头分别试触 a、b两点，观察两电表的示数变化情况。
若电流表示数有显著变化，即，说明电压表的分流作用较强，即待测电阻跟电压表
的电阻相差较小，属于“大电阻”，应采用内接法；
若电压表示数有显著变化，即，说明电流表的分压作用较强，即电阻跟电流表的电
阻相差较小，属于“小电阻”，应采用外接法。
（4）总结一下伏安法测电阻的选择及误差分析，可记为一句话“大内偏大，小外偏小”。即大电
阻采用电流表内接法，测量结果偏大，小电阻采用电流表外接法测量结果偏小。
例4、甲、乙两位同学使用完全相同的器材，分别采用如图 a、b所示的电路来测量未知电阻 的
阻值；已知电流表的内阻约、电压表的内阻约。两位同学各自将测量得到的实验数据
作成如图 c、d所示的 图线，则：
（1）由图 c得= ；由图 d得= 。（结果保留两位有效数字）
（2） （填“c”或“d”） 是甲同学的实验图线。
（3）相比而言 （填“甲”或“乙”） 同学测量结果较准确。
例5、有一未知的电阻 Rx，为较准确的测出其阻值，先后用如图甲、乙两种电路进行测试，利用甲
测的数据为“2.7V、5.0mA”，利用乙测的数据为“2.8V、4.0mA”，那么，该电阻测的较准确的
数值及它比真实值偏大或偏小的情况是（ ）
A．540Ω，偏大 B．540Ω，偏小 C．700Ω，偏小 D．700Ω，偏大
2．分压电路和限流电路的选择
（1）两种接法的比较（见下表）
限流式接法 分压式接法
电路图
触头 P始位置 端 端
电压调节范围 ≤Ux≤E0≤Ux≤E
（2）下列三种情况必须选用分压式接法
① 要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：描绘小灯泡的伏安特
性曲线、校对改装后的电表等电路），即大范围内测量时，必须采用分压接法；
② 当用电器的电阻 Rx远大于滑动变阻器的最大值 R0，且要求测量多组数据时，必须采用分压
接法；
③ 若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过 Rx的额定值时，只能采用分
压接法。
例6、用伏安法测量某一电阻 Rx阻值，现有实验器材如下：
（1）待测电阻 Rx（阻值约5 Ω，额定功率为 1
W）；
摘要：

电学实验一【教学目标】1．掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法2．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法3．会用伏安法测电阻，并能测定金属丝的电阻率．【重、难点】1．仪器读数的估读问题和有效数字的运用；2．实验误差分析3．分压电路的选择4．测电阻的其他方法【知识梳理】一、实验仪器的读数读数的基本原则是：凡仪器最小刻度是10分度的，要求读到最小刻度后再往下估读一位（估读的这位是不可靠数字）；凡仪器最小刻度不是10分度的，只要求读到最小刻度所在的这一位，不再往下估读。典例精析例1、如图甲所示是电压表的刻度盘。若当时使用的是该表的0-3V量程，那么电压表读数为，若当时...

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